JP2006263772A - Method and apparatus for supplying rolling oil in cold rolling - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、循環式圧延油供給方式を使用して金属帯を冷間圧延する際に、エマルション圧延油を金属帯に供給するために有効な圧延油供給方法および装置に関するものである。 The present invention relates to a rolling oil supply method and apparatus effective for supplying emulsion rolling oil to a metal strip when cold rolling the metal strip using a circulating rolling oil supply system.
一般に、冷間圧延機によるストリップ（金属帯）の圧延時には、圧延性を向上させるためにストリップに圧延油が塗布される。その際に用いられる一般的な圧延油供給方法としては、水と圧延油との混合液体、すなわち、エマルションからなるクーラントとしてのエマルション圧延油を、ノズルよりストリップに噴射する方式がとられている。また、エマルションを作成するために、界面活性剤を添加する。界面活性剤の添加量は、圧延油量に対する濃度（対油濃度）で、所定の量を添加し、攪拌およびポンプによるせん断を加え、エマルション圧延油とする。 In general, when a strip (metal strip) is rolled by a cold rolling mill, rolling oil is applied to the strip in order to improve rollability. As a general rolling oil supply method used at that time, a mixed liquid of water and rolling oil, that is, a rolling emulsion oil as a coolant made of an emulsion is sprayed onto a strip from a nozzle. In addition, a surfactant is added to prepare an emulsion. The addition amount of the surfactant is a concentration with respect to the amount of rolling oil (oil concentration), a predetermined amount is added, and stirring and shearing by a pump are added to obtain an emulsion rolling oil.
冷間圧延におけるエマルション圧延油の供給方式には、直接式圧延油供給方式（ダイレクト方式）と循環式圧延油供給方式（リサーキュレーション方式）とがある。 Emulsion rolling oil supply methods in cold rolling include a direct rolling oil supply method (direct method) and a circulating rolling oil supply method (recirculation method).
直接式圧延油供給方式は、潤滑の目的で高濃度のエマルション圧延油をストリップにスプレーし、冷却の目的で水をロールにスプレーするものであり、潤滑性および冷却性に優れる。しかし、循環式圧延油供給方式と異なり、エマルション圧延油を循環使用しないため、圧延油の原単位が高く、また、排水処理に多額の費用がかかる。 The direct rolling oil supply system sprays high concentration emulsion rolling oil on the strip for the purpose of lubrication and sprays water on the roll for the purpose of cooling, and is excellent in lubricity and cooling performance. However, unlike the circulating rolling oil supply system, since the emulsion rolling oil is not circulated, the basic unit of the rolling oil is high, and the wastewater treatment is expensive.
一方、循環式圧延油供給方式は、圧延油と冷却水とを予め混合し、攪拌して作成した低濃度のエマルション圧延油を、循環しながら潤滑および冷却を目的としてストリップおよびロールにスプレーするものであり、圧延油の原単位が低い。しかし、直接式圧延油供給方式と比較して、潤滑性および冷却性が劣る。そのため、従来の循環式圧延油供給方式では、特に仕上板厚０．２ｍｍ以下の薄物材の高速圧延時には潤滑不足となり、チャタリングと呼ばれる圧延機の振動や、ヒートスクラッチと呼ばれる表面疵が発生する。このため、圧延速度が上げられず、生産性が著しく阻害されるという問題があった。 On the other hand, the circulating rolling oil supply system is a system in which rolling oil and cooling water are mixed in advance and a low concentration emulsion rolling oil prepared by stirring is sprayed on strips and rolls for the purpose of lubrication and cooling while circulating. The basic unit of rolling oil is low. However, the lubricity and cooling properties are inferior compared to the direct rolling oil supply method. Therefore, in the conventional circulating rolling oil supply method, lubrication is insufficient particularly at the time of high-speed rolling of a thin material having a finished sheet thickness of 0.2 mm or less, and vibration of a rolling mill called chattering and surface flaws called heat scratch occur. For this reason, there has been a problem that the rolling speed cannot be increased and the productivity is significantly hindered.
これに対して、循環式圧延油供給方式の潤滑性改善を目的とした従来技術として、特許文献１（特開２０００−９４０２６号公報）には、循環式供給手段（第１の圧延油供給手段）とは別に、第２の圧延油供給手段を設けて、循環式圧延油供給手段よりも平均粒径が大きいエマルションをストリップ表面に供給することにより潤滑性を向上させる圧延油供給方法が開示されている。以下、この圧延油供給方法を従来技術１という。 On the other hand, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-94026) discloses a circulation type supply means (first rolling oil supply means) as a conventional technique for improving the lubricity of the circulation type rolling oil supply system. In addition to the above, there is disclosed a rolling oil supply method in which a second rolling oil supply means is provided to improve lubricity by supplying an emulsion having an average particle size larger than that of the circulating rolling oil supply means to the strip surface. ing. Hereinafter, this rolling oil supply method is referred to as Prior Art 1.
従来技術１において、後段スタンドほど圧延速度は速く、しかも、板厚が薄くなるため圧延荷重も高く、潤滑条件としては厳しくなるため、第２の圧延油供給手段は、最終スタンド若しくは最終スタンドおよびその１つ前の上流側の圧延スタンドに適用される。その圧延油の供給方法は、例えば、図３で示される。 In the prior art 1, since the rolling speed is higher as the latter stage stand, and the plate thickness is thinner, the rolling load is higher and the lubrication conditions are severer. Therefore, the second rolling oil supply means is the final stand or the final stand and its This is applied to the previous upstream rolling stand. The rolling oil supply method is shown in FIG. 3, for example.
図３は、従来の圧延油供給装置を備えたタンデムミルを示す概略構成図である。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a tandem mill provided with a conventional rolling oil supply device.
図３において、１４は、第２の圧延油供給手段Ｂの大粒径エマルションタンクである。温水、原油、界面活性剤が、各タンク１５、１６、１７より供給ポンプ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを経由し、所定の油分濃度、界面活性剤の対油濃度となるように流量調整用バルブ１９ａ、１９ｂ、１９ｃにより補給量を調整され、大粒径エマルションタンク１４へ供給される。タンク１４内のエマルション濃度は、４〜１５％の範囲内に調整され、界面活性剤の種類は、循環式圧延油供給手段と同一とし、対油濃度を循環式圧延油供給手段よりも低く調整される。そして、タンク１４内のエマルション圧延油に機械的攪拌を攪拌機２０により十分に与えて、タンク内のエマルションの平均粒径を２０〜４０μｍに調整する。また、エマルション温度は、循環式圧延油供給手段と同じ温度とする。この大粒径エマルションタンク１４内のエマルション圧延油は、ポンプ２１により、圧延油供給ライン２２を経由して、流量調整弁１０を介して潤滑用クーラントヘッダー５よりストリップ３の上下面に供給される。
In FIG. 3, 14 is a large particle emulsion tank of the second rolling oil supply means B. The warm water, crude oil, and surfactant are supplied from the
なお、図３において、１は、ワークロール、２は、バックアップロール、４ａは、潤滑用クーラントヘッダー、４ｂは、冷却用クーラントヘッダー、６は、循環式圧延油供給タンク、７は、エマルション圧延油供給用ポンプ、８は、圧延油供給ライン、９は、流量調整弁、１１は、回収オイルパン、１２は、戻り配管、１３は、攪拌機である。 In FIG. 3, 1 is a work roll, 2 is a backup roll, 4a is a coolant coolant header, 4b is a coolant coolant header, 6 is a circulating rolling oil supply tank, and 7 is an emulsion rolling oil. A supply pump, 8 is a rolling oil supply line, 9 is a flow rate adjusting valve, 11 is a recovered oil pan, 12 is a return pipe, and 13 is a stirrer.
循環式圧延油供給タンク６内のエマルション圧延油は、エマルション圧延油供給用ポンプ７により、圧延油供給ライン８を経由して、潤滑用および冷却用クーラントヘッダー４ａ、４ｂからストリップ３の上下面およびロールに供給される。エマルション圧延油は、回収オイルパン１１にて回収された後、戻り配管１２を介して循環式圧延油供給タンク６に戻され、循環使用される。これが第１の圧延油供給手段Ａである。 The emulsion rolling oil in the circulating rolling oil supply tank 6 is fed from the lubricating and cooling coolant headers 4a and 4b to the upper and lower surfaces of the strip 3 by the emulsion rolling oil supply pump 7 via the rolling oil supply line 8. Supplied to the roll. The emulsion rolling oil is recovered by the recovery oil pan 11 and then returned to the circulating rolling oil supply tank 6 through the return pipe 12 for circulation. This is the first rolling oil supply means A.
ワークロールとストリップとの間にて正常に潤滑を行うためには、圧延油がロールバイト内に定量ずつ供給され、導入される必要があるが、従来技術１の場合には、第２の圧延油供給手段Ｂの供給媒体が１流体ノズル（フラットスプレー）のため、以下のような問題点があった。 In order to perform normal lubrication between the work roll and the strip, it is necessary to supply and introduce a certain amount of rolling oil into the roll bite. Since the supply medium of the oil supply means B is a single fluid nozzle (flat spray), there are the following problems.
（１）液圧のみによる圧送のため水量分布にバラツキが大きく、特に流量５０Ｌ／ｍｉｎ．以下の低流量域では、スプレーパターンにムラが発生しやすくなる。そのため、ストリップへのプレートアウト（ストリップへの油分の付着）のバラツキも必然的に大きくなり、圧延循環特性に影響を及ぼす可能性があった。 (1) Due to the pumping only by the hydraulic pressure, there is a large variation in the water volume distribution. In the following low flow rate region, the spray pattern tends to be uneven. Therefore, the variation in the plate-out (adhesion of oil to the strip) on the strip inevitably increases, which may affect the rolling circulation characteristics.
（２）水量制御範囲が狭いため、圧延速度や鋼種・サイズに応じたスプレー流量変更が困難であった。 (2) Since the water amount control range is narrow, it is difficult to change the spray flow rate according to the rolling speed, steel type and size.
（３）スプレーパターンが小さいため、単位面積当たりにストリップに供給されるエマルション流量（以下、流量密度と称す）が大きく、ストリップ表面にてエマルション圧延油が反射・飛散・干渉し易い。 (3) Since the spray pattern is small, the emulsion flow rate supplied to the strip per unit area (hereinafter referred to as flow rate density) is large, and the emulsion rolling oil is likely to be reflected, scattered and interfered with on the strip surface.
ここでプレートアウトとは、Ｏ／Ｗ型（水中油粒分散）エマルション圧延油がストリップにスプレーされた時に、水分を排除しながら油分が優先的にストリップに付着する現象であり、エマルション圧延油がストリップ表面に衝突する際、油滴の周囲に水が多く存在する状況では、一旦、油膜を形成しても、干渉・再乳化等によりプレートアウトが阻害されてしまう。 Here, the plate-out is a phenomenon in which when the O / W type (oil-in-water dispersion) emulsion rolling oil is sprayed on the strip, the oil preferentially adheres to the strip while eliminating moisture. In the situation where there is a lot of water around the oil droplets when colliding with the strip surface, even if an oil film is formed once, the plate-out is hindered by interference, re-emulsification and the like.
以上の理由により、従来技術１では、圧延油の付着効率（スプレーされるエマルション圧延油に含まれる油分量に対し、ストリップ表面にプレートアウトする油分量の比率）は低く、供給量に対して１０〜２０％程度しか有効に機能していないという問題点があった。 For the above reasons, in the prior art 1, the adhesion efficiency of the rolling oil (ratio of the amount of oil to be plate-out to the strip surface with respect to the amount of oil contained in the emulsion rolling oil to be sprayed) is low, and is 10 to the supply amount. There was a problem that only about ~ 20% was functioning effectively.
ところで、エマルション圧延油の付着効率を向上させる手段として、特許文献２（特開平０７−２５１２０８号公報）には、圧延油の供給媒体となるノズルに２流体ノズルを用いる圧延油供給方法が開示されている。以下、この圧延油供給方法を従来技術２という。
Incidentally, as means for improving the adhesion efficiency of emulsion rolling oil, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 07-251208) discloses a rolling oil supply method using a two-fluid nozzle as a nozzle serving as a rolling oil supply medium. ing. Hereinafter, this rolling oil supply method is referred to as Prior
従来技術２は、圧延油をエマルションとせずに原油（ニート油）を直接供給し、且つ、２流体ノズルの気体圧力を０．４〜２．０ｋｇ／ｃｍ2、気体流量を２００〜６００Ｌ／ｍｉｎと低圧大流量とすることに特徴を有するものであり、高い圧延油付着効率が得られるとしている。
しかし、上記従来技術１の第２の圧延油供給手段Ｂにおいて、上記従来技術２に記載の圧延油供給方法を適用しても、すなわち、２流体ノズルを用いて、低圧大流量の気体によってエマルション圧延油を供給しても、高い付着効率は得られず、十分な潤滑性改善効果は得られなかった。
However, even if the rolling oil supply method described in the above-mentioned
従って、この発明は、上記エマルション圧延油の付着効率での問題点を解決するためになされたもので、従来技術１における第２の圧延油供給手段Ｂからのエマルション圧延油噴射によって、プレートアウト性を大幅に改善し、高速圧延時の潤滑不足を解消することができる圧延油供給方法および装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problem in the adhesion efficiency of the emulsion rolling oil, and the plate-out property is achieved by the emulsion rolling oil injection from the second rolling oil supply means B in the prior art 1. An object of the present invention is to provide a rolling oil supply method and apparatus that can significantly improve the above-mentioned and eliminate the lack of lubrication during high-speed rolling.
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、以下の特徴を有するものである。 The present invention has been made to achieve the above object, and has the following features.
請求項１記載の発明は、エマルション圧延油を循環式に供給する第１の圧延油供給手段と、エマルション圧延油を金属帯表面に供給する第２の圧延油供給手段とを設け、前記第２の圧延油供給手段から、各圧延スタンドのロールバイトより離れた上流側位置の前記金属帯表面に、前記第１の圧延油供給手段のエマルション圧延油と同一種類で且つ前記第１の圧延油供給手段のエマルションより大きな平均粒径を有するエマルション圧延油を供給し、このようにして供給したエマルション圧延油の中で、前記金属帯表面に付着しなかったエマルション圧延油を回収し、この回収圧延油を前記第１の圧延油供給手段のエマルション圧延油に合流させ、攪拌し、且つ、少なくとも前記第２の圧延油供給手段のノズルヘッダーに２流体ノズルを用いて、エマルション圧延油を前記金属帯表面に噴射することに特徴を有するものである。 The invention according to claim 1 is provided with a first rolling oil supply means for supplying the emulsion rolling oil in a circulating manner and a second rolling oil supply means for supplying the emulsion rolling oil to the surface of the metal strip. From the rolling oil supply means of the first rolling oil supply of the same type as the emulsion rolling oil of the first rolling oil supply means on the surface of the metal strip at the upstream position away from the roll bite of each rolling stand An emulsion rolling oil having an average particle size larger than the emulsion of the means is supplied, and the emulsion rolling oil that has not adhered to the surface of the metal strip is recovered from the emulsion rolling oil thus supplied. Are combined with the emulsion rolling oil of the first rolling oil supply means, stirred, and at least using a two-fluid nozzle in the nozzle header of the second rolling oil supply means Those having features to inject emulsion rolling oil to the metal strip surface.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、２流体ノズルから噴射する気体の流量を０．５〜１０Ｎｍ3／ｈｒの範囲内とし、且つ、２流体ノズルから金属帯へ供給する圧延油供給油量を１００００ｍｇ／ｍ2以下とすることに特徴を有するものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the flow rate of the gas injected from the two-fluid nozzle is in the range of 0.5 to 10 Nm 3 / hr, and is supplied from the two-fluid nozzle to the metal strip. The rolling oil supply oil amount is 10000 mg / m 2 or less.
請求項３記載の発明は、エマルション圧延油を循環式に供給する第１の圧延油供給手段と、エマルション圧延油を金属帯表面に供給する、ノズルヘッダーに２流体ノズルが用いられた第２の圧延油供給手段と、前記第２の圧延油供給手段から供給されたエマルション圧延油の中で、前記金属帯表面に付着しなかったエマルション圧延油を回収する圧延油回収手段とを備え、前記第２の圧延油供給手段は、各圧延スタンドのロールバイトより離れた上流側位置の前記金属帯表面に、前記第１の圧延油供給手段のエマルション圧延油と同一種類で且つ前記第１の圧延油供給手段のエマルションより大きな平均粒径を有するエマルション圧延油を供給し、前記圧延油回収手段により回収された回収圧延油は、前記第１の圧延油供給手段のエマルション圧延油に合流され、攪拌されることに特徴を有するものである。 The invention according to claim 3 is the first rolling oil supply means for supplying the emulsion rolling oil in a circulating manner, and the second fluid nozzle used for the nozzle header for supplying the emulsion rolling oil to the surface of the metal strip. A rolling oil supply means; and a rolling oil recovery means for recovering the emulsion rolling oil that has not adhered to the surface of the metal strip in the emulsion rolling oil supplied from the second rolling oil supply means, The rolling oil supply means 2 is of the same type as the emulsion rolling oil of the first rolling oil supply means on the surface of the metal strip at a position upstream from the roll bite of each rolling stand and the first rolling oil. Emulsion rolling oil having an average particle size larger than the emulsion of the supply means is supplied, and the recovered rolling oil recovered by the rolling oil recovery means is the emulsion of the first rolling oil supply means. It is merged into rolling oil, and it has the characteristics to be agitated.
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、２流体ノズルから噴射する気体の流量は、０．５〜１０Ｎｍ3／ｈｒの範囲内に調整され、且つ、２流体ノズルから金属帯へ供給する圧延油供給油量は、１００００ｍｇ／ｍ2以下に調整されることに特徴を有するものである。 The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the flow rate of the gas injected from the two-fluid nozzle is adjusted within a range of 0.5 to 10 Nm 3 / hr, and the metal band from the two-fluid nozzle is adjusted. The rolling oil supply oil amount supplied to is characterized by being adjusted to 10000 mg / m 2 or less.
なお、この発明において、第２の圧延油供給手段からの圧延油供給は、圧延機の単スタンドのみ適用しても良いし、複数スタンドのうちの全部または任意の複数のスタンドに適用しても良い。また、金属帯としては、例えば、鋼帯、ステンレス帯、アルミニウム帯、銅帯等である。 In the present invention, the rolling oil supply from the second rolling oil supply means may be applied only to a single stand of a rolling mill, or may be applied to all of a plurality of stands or a plurality of arbitrary stands. good. In addition, examples of the metal band include a steel band, a stainless steel band, an aluminum band, and a copper band.
また、この発明において、第２の圧延油供給手段からの圧延油供給は、金属帯の表裏面の何れかまたは両方に行うこととする。 In the present invention, the rolling oil supply from the second rolling oil supply means is performed on either or both of the front and back surfaces of the metal strip.
本願発明者等は、ストリップに供給されたエマルション圧延油の付着効率を向上させる手段について種々検討した結果、エマルション圧延油の流量密度（単位面積当たりに噴射される圧延油量）がプレートアウト性に大きく影響することを見出した。すなわち、ストリップ上の狭い範囲に多量のエマルション圧延油をスプレーするよりも、広い範囲に少量ずつスプレーするほうがプレートアウト性が向上することを見出した。 As a result of various studies on means for improving the adhesion efficiency of the emulsion rolling oil supplied to the strip, the inventors of the present application have found that the flow density of the emulsion rolling oil (the amount of rolling oil sprayed per unit area) becomes plate-out. I found that it has a big influence. That is, it has been found that the plate-out property is improved by spraying a small amount in a wide range rather than spraying a large amount of emulsion rolling oil in a narrow range on the strip.
この発明は、上記知見によりなされたものであり、以下に、この発明を詳細に説明する。 This invention is made | formed by the said knowledge, and this invention is demonstrated in detail below.
プレートアウトとは、上述したように、Ｏ／Ｗ型（水中油粒分散）エマルション圧延油がストリップにスプレーされた時に、水分を排除しながら油分が優先的にストリップに付着する現象であり、エマルション圧延油がストリップ表面に衝突する際、油滴の周囲に水が多く存在する状況では、一旦、油膜を形成しても、再乳化等によりプレートアウトが阻害されてしまう。そのため、付着効率を向上させるためには、単位面積当たりに噴射されるエマルション圧延油の量を少なく、かつ均一にしなければならない。 As described above, the plate-out is a phenomenon in which when the O / W type (oil-in-water dispersion) emulsion rolling oil is sprayed on the strip, the oil preferentially adheres to the strip while eliminating moisture. When the rolling oil collides with the strip surface, in a situation where there is a lot of water around the oil droplet, even if an oil film is once formed, plate out is hindered by re-emulsification or the like. Therefore, in order to improve the adhesion efficiency, it is necessary to make the amount of emulsion rolling oil sprayed per unit area small and uniform.
エマルション圧延油の流量密度を小さくするためには、エマルション圧延油がストリップに噴射される噴射面積を拡大させる必要がある。液圧のみで噴射する、従来技術１の１流体ノズルでは、スプレーの噴射面積が狭いため、エマルションの液滴同士の干渉が大きく、付着効率は低下する。同じ１流体ノズルでも、例えば、フルコーンノズルのようにスプレーの噴射面積が広いノズルも存在するが、噴射面積内の流量分布がバラつく点から潤滑スプレーには適さない。そこで、２流体ノズルによるエマルション噴射を適用した。 In order to reduce the flow density of the emulsion rolling oil, it is necessary to increase the spray area in which the emulsion rolling oil is sprayed onto the strip. In the one-fluid nozzle of the prior art 1 that injects only with the hydraulic pressure, since the spray injection area is small, the interference between the droplets of the emulsion is large, and the adhesion efficiency decreases. Even with the same one-fluid nozzle, there are nozzles with a wide spray area such as a full cone nozzle, for example, but this is not suitable for lubricated spray because the flow rate distribution in the spray area varies. Therefore, emulsion injection using a two-fluid nozzle was applied.
２流体ノズル（気水ノズル）とは、空気と液体をノズル内部で混合させることにより、液体微粒子を噴射するノズルであり、以下の特徴を有している。 The two-fluid nozzle (air-water nozzle) is a nozzle that ejects liquid fine particles by mixing air and liquid inside the nozzle, and has the following characteristics.
（１）空気によりスプレーの噴射面積を補償しているため、流量によるスプレーの噴射面積や流量分布の変化が小さく、流量が変化してもプレートアウトの均一性に影響を与えない。 (1) Since the spray injection area is compensated by air, changes in the spray injection area and flow distribution due to the flow rate are small, and even if the flow rate changes, the uniformity of the plate-out is not affected.
（２）液体流量の制御範囲が広いため、圧延速度や鋼種・サイズに応じたスプレー流量変更によって、潤滑条件をよりきめ細かく制御することも可能になる。 (2) Since the control range of the liquid flow rate is wide, it becomes possible to control the lubrication conditions more finely by changing the spray flow rate according to the rolling speed and the steel type / size.
（３）従来技術１の１流体ノズルと比較して、ノズル単体の広角化が可能なため、広幅材の圧延潤滑のように大きな噴射面積を要求される場合でもノズルの設置本数を最小に抑えることができる。 (3) Compared with the one-fluid nozzle of the prior art 1, since the nozzle can be widened, the number of nozzles to be installed is minimized even when a large injection area is required, such as rolling lubrication of wide materials. be able to.
（４）従来技術１の１流体ノズルと比較して、ノズルのオリフィス径（口径）を大きくすることが可能であるため、油分・異物等によるノズル閉塞に対しても効果が大きい。 (4) Compared with the one-fluid nozzle of the prior art 1, the nozzle orifice diameter (caliber diameter) can be increased, so that it is also effective against nozzle blockage due to oil or foreign matter.
しかし、前述したように、特許文献２に記載の２流体ノズルを用いた圧延油供給方法を、エマルションを用いた第２の圧延油供給手段へ適用しても、高い付着効率は得られなかった。そこで、本発明者等は、その原因について鋭意検討を重ねた結果、以下の結論を得た。
However, as described above, even when the rolling oil supply method using the two-fluid nozzle described in
従来技術２の方法では、圧延油の原油（ニート油）が、２流体ノズルから大流量の気体と共に噴射されることにより微細粒径化され、霧化した圧延油がロールバイト内へ均一に供給されるとしている。一方、エマルションでは、もともと圧延油は、所定の粒径をもってエマルション中に存在している。このエマルションを２流体ノズルにより噴射すると、エマルションの液滴が微細化され、その中の圧延油の粒径も微細化されるものと推定される。
In the method of
ストリップへのプレートアウト特性が圧延油の粒径と相関があることは一般によく知られており、油粒径が細かい状況ではプレートアウト性は低下してしまう。従って、エマルションの場合には、粒径の微細化を極力抑えることが必要である。 It is generally well known that the plate-out characteristic to the strip has a correlation with the particle size of the rolling oil, and the plate-out property is lowered when the oil particle size is fine. Therefore, in the case of an emulsion, it is necessary to suppress the refinement of the particle size as much as possible.
図４に、プレートアウト試験機を用いて、エマルションの平均粒径と付着効率の関係を調査した結果を示す。図４から明らかなように、平均粒径の増加と共に付着効率が増加する。特に、平均粒径が２０μｍ以上で、急激に付着効率が増加することが分かる。高速圧延域では、速度の上昇と共にスプレー時間が短くなり、ストリップの単位面積当たりの供給圧延油量が減少するため、平均粒径を大きくした付着効率の高いエマルションを用いると効果的であることが分かる。 FIG. 4 shows the results of investigating the relationship between the average particle size of the emulsion and the adhesion efficiency using a plate-out tester. As is apparent from FIG. 4, the deposition efficiency increases as the average particle size increases. In particular, it can be seen that when the average particle size is 20 μm or more, the adhesion efficiency increases rapidly. In the high-speed rolling zone, the spraying time is shortened as the speed is increased, and the amount of rolling oil supplied per unit area of the strip is reduced. Therefore, it is effective to use an emulsion having a high average particle size and high adhesion efficiency. I understand.
また、高速圧延時には、ストリップ下面側だけでなく、上面側にもヒートスクラッチ疵が発生することがあるため、ストリップ上面側の潤滑性改善が必要であり、上面側にも平均粒径を大きくした付着効率の高いエマルションを供給する必要がある。ここで、急激に付着効率が増加する油粒径のしきい値は油の組成によってそれぞれ異なることはいうまでもない。 Also, during high-speed rolling, heat scratches may occur not only on the lower surface side of the strip but also on the upper surface side. Therefore, it is necessary to improve the lubricity on the upper surface side of the strip, and the average grain size is increased on the upper surface side. It is necessary to supply an emulsion with high adhesion efficiency. Here, it goes without saying that the threshold value of the oil particle diameter at which the adhesion efficiency rapidly increases varies depending on the composition of the oil.
また、ニート油とエマルション圧延油とでは同じプレートアウトでも油分付着の過程が大きく異なる。すなわち、ニート油噴射の場合は水分等によって阻害されることなくストリップに物理的に吸着してプレートアウトするのに対し、エマルションの場合は先述の通り、Ｏ／Ｗ型（水中油粒分散）エマルションがストリップにスプレーされた時に、水分を排除しながら油分が優先的にストリップに付着する現象である。エマルションでのプレートアウト層の形成には、エマルション圧延油がストリップに衝突した際の周囲の水分が大きく影響する。エマルション圧延油がストリップ表面に衝突する際、油滴の周囲に水が多く存在する状況では、一旦、油膜を形成しても、乳化分散剤の効果が失われず、干渉・再乳化等によりプレートアウトが阻害されてしまう。従って、エマルション圧延油の場合には、プレートアウト時に周囲の水分による影響を極力小さくすることが有効である。 In addition, the process of oil adhesion differs greatly between neat oil and emulsion rolled oil even with the same plate-out. That is, in the case of neat oil injection, it is physically adsorbed on the strip without being hindered by moisture etc., and in the case of emulsion, as described above, O / W type (oil-in-water dispersion) emulsion Is a phenomenon in which oil preferentially adheres to the strip while moisture is removed when the is sprayed onto the strip. The formation of the plate-out layer in the emulsion is greatly influenced by the surrounding moisture when the emulsion rolling oil collides with the strip. When emulsion rolling oil collides with the strip surface, in the situation where there is a lot of water around the oil droplets, even if an oil film is formed, the effect of the emulsifying dispersant is not lost, and the plate out due to interference, re-emulsification, etc. Will be disturbed. Therefore, in the case of emulsion rolling oil, it is effective to minimize the influence of surrounding moisture at the time of plate-out.
以上の知見に基づき、本発明者等は、エマルション圧延油を用いた第２の圧延油供給手段であっても、２流体ノズルの適用によって高い付着効率を得るための検討をさらに重ねた。 Based on the above knowledge, the present inventors further studied to obtain high adhesion efficiency by applying a two-fluid nozzle even in the second rolling oil supply means using emulsion rolling oil.
図５に、プレートアウト試験機を用いて、それぞれのノズル（１流体ノズルおよび２流体ノズル）でのエマルション供給油量とプレートアウト量との関係を示す。 FIG. 5 shows the relationship between the emulsion supply oil amount and the plate-out amount at each nozzle (1 fluid nozzle and 2 fluid nozzle) using a plate-out tester.
図５から明らかなように、潤滑スプレーに２流体ノズルを適用することにより、同一の供給油量であっても、ストリップへのプレートアウト量が約２倍に向上することが明らかになった。ここで、横軸の供給油量Φ（ｍｇ／ｍ2）は、下記（１）式に基づいて決定される。 As is apparent from FIG. 5, it was found that the plate-out amount to the strip is improved about twice by applying the two-fluid nozzle to the lubrication spray even with the same oil supply amount. Here, the supply oil amount Φ (mg / m 2 ) on the horizontal axis is determined based on the following equation (1).
スプレー流量をＱ（Ｌ／ｍｉｎ．）、噴射されるスプレー面積をＳ（ｍ2）とすると、ω＝Ｑ／Ｓで計算できる。 When the spray flow rate is Q (L / min.) And the spray area to be sprayed is S (m 2 ), it can be calculated by ω = Q / S.
冷間圧延において、特に高速圧延域では、速度の上昇と共にスプレー時間が短くなり、ストリップの単位面積当たりの供給圧延油量が減少する。このため、この発明のように供給量の少ない領域で付着効率の高い２流体ノズルをエマルション圧延油の供給媒体として用いることは非常に効果的である。 In cold rolling, particularly in a high-speed rolling zone, the spray time is shortened as the speed is increased, and the amount of supplied rolling oil per unit area of the strip is reduced. For this reason, it is very effective to use a two-fluid nozzle with high adhesion efficiency as a supply medium for emulsion rolling oil in a region where the supply amount is small as in the present invention.
第２の圧延油供給手段のエマルション圧延油は、圧延油原液、および希釈水を新たに調合して作成する。また、第２の圧延油供給手段のエマルション圧延油が循環式圧延油供給タンクに混入したときの影響をなくすために、循環式圧延油供給手段（第１の圧延油供給手段）と同一種類の油とし、希釈水と圧延油の攪拌を緩くすることで平均粒径の大きなエマルション圧延油を得る。 The emulsion rolling oil of the second rolling oil supply means is prepared by newly blending a rolling oil stock solution and dilution water. Further, in order to eliminate the influence when the emulsion rolling oil of the second rolling oil supply means is mixed in the circulating rolling oil supply tank, the same kind as the circulating rolling oil supply means (first rolling oil supply means) is used. Emulsion rolling oil having a large average particle size is obtained by using oil as a stirring agent of the diluted water and rolling oil.
また、圧延速度やロール速度・鋼種・サイズといった圧延条件に応じて第２の圧延油供給手段の流量制御が行われるが、ストリップへ噴射されるスプレーパターンは、エアーによって補償されているため、供給流量が少ない場合でもスプレーパターンに変化はなく、ストリップ幅方向にムラなく均一に付着効率の高いエマルション圧延油を供給することができる。 The flow rate of the second rolling oil supply means is controlled according to rolling conditions such as rolling speed, roll speed, steel type, and size, but the spray pattern sprayed onto the strip is compensated by air. Even when the flow rate is small, there is no change in the spray pattern, and it is possible to supply emulsion rolling oil with high adhesion efficiency evenly in the strip width direction.
この発明で、循環式圧延油供給手段と同一種で、且つ、循環式圧延油供給手段よりも大きな平均粒径のエマルション圧延油を、圧延スタンド入側のストリップの上下面に供給することとしたのは、以上のような検討結果に基づくものである。 In this invention, emulsion rolling oil of the same type as the circulating rolling oil supply means and having an average particle size larger than that of the circulating rolling oil supply means is supplied to the upper and lower surfaces of the strip on the rolling stand entrance side. This is based on the above examination results.
第２の圧延油供給手段からストリップの上面、下面へ供給されるエマルションのうち、ストリップに付着しなかったエマルションを回収し、循環式圧延油供給タンクへ合流させる工程において、機械的攪拌を加えて循環系エマルションと同じ粒径まで細分化された安定なエマルションとすることにより、循環式圧延油供給手段の乳化安定性を維持することができる。一方、従来の循環式圧延油供給手段で使用されるエマルションは、せん断を充分に加えて平均粒径を小さくして乳化安定なエマルションとし、濃度を１．０〜４．０％程度として使用する。 Among the emulsions supplied from the second rolling oil supply means to the upper and lower surfaces of the strip, in the step of collecting the emulsion that did not adhere to the strip and joining it to the circulating rolling oil supply tank, mechanical stirring was added. By making the emulsion stable to the same particle size as the circulating emulsion, the emulsification stability of the circulating rolling oil supply means can be maintained. On the other hand, the emulsion used in the conventional circulating rolling oil supply means is sufficiently emulsified by applying sufficient shear to reduce the average particle size, and the concentration is about 1.0 to 4.0%. .
また、この発明において、第２の圧延油供給手段のエマルション圧延油を供給するための、スプレーヘッダーの位置をロールバイトから離れたできるだけ遠い位置（上流スタンドにできるだけ近い位置）とすることが好ましい。これは以下の理由による。 Moreover, in this invention, it is preferable to make the position of the spray header for supplying the emulsion rolling oil of the second rolling oil supply means as far as possible away from the roll bite (position as close as possible to the upstream stand). This is due to the following reason.
安定したプレートアウト層を形成するためには、水に油が分散したＯ／Ｗエマルションの状態から、油に水が分散したＷ／Ｏエマルションまたは油分単相へ転相するための時間(以下、転相時間と称す)を確保するのが好ましい。圧延機においては、圧延機入側でストリップ表面へエマルション圧延油が供給されてから、送板速度に応じてロールバイトに到達するまでの時間が転相時間に相当する。従って、圧延速度が高くなるほど、転相時間は短くなるため、プレートアウト層を形成しにくくなることが想定される。これに対し、スプレーノズルの位置をロールバイトから離れたできるだけ遠い位置（上流スタンドにできるだけ近い位置）とすることで転相時間を確保できる。 In order to form a stable plate-out layer, the time for phase inversion from a state of an O / W emulsion in which oil is dispersed in water to a W / O emulsion in which water is dispersed in oil or an oily single phase (hereinafter, It is preferable to secure a phase inversion time). In the rolling mill, the time from when the emulsion rolling oil is supplied to the strip surface on the inlet side of the rolling mill until reaching the roll bite according to the sheet feeding speed corresponds to the phase inversion time. Therefore, it is assumed that the higher the rolling speed, the shorter the phase inversion time, and thus it becomes difficult to form the plate-out layer. On the other hand, the phase inversion time can be secured by setting the position of the spray nozzle as far as possible from the roll bite (position as close as possible to the upstream stand).
この発明によれば、以下のような優れた効果がもたらされる。 According to the present invention, the following excellent effects are brought about.
（１）空気によりスプレーパターンを補償するため、流量によるスプレーパターンや流量分布の変化が小さく、流量が変化してもプレートアウトの均一性に影響を与えない。従って、エマルション圧延油の付着効率が向上し、高速圧延域においても表面のストリップ付着油量が大幅に増加する。従来技術で薄物材の高速圧延時に発生していた潤滑不足が解消され、チャタリングおよびヒートスクラッチ疵の発生を未然に防止できる。これに伴い、圧延速度を向上できるため、生産性を大幅に向上できる。 (1) Since the spray pattern is compensated by air, changes in the spray pattern and flow distribution due to the flow rate are small, and even if the flow rate changes, the uniformity of the plate-out is not affected. Accordingly, the adhesion efficiency of the emulsion rolling oil is improved, and the amount of oil adhering to the surface strip is greatly increased even in the high-speed rolling region. The shortage of lubrication that occurred during the high-speed rolling of thin materials in the prior art is solved, and chattering and heat scratch defects can be prevented. Along with this, the rolling speed can be improved, so that the productivity can be greatly improved.
（２）水量の制御範囲が広いため、圧延速度や鋼種・サイズに応じたスプレー流量変更によって、潤滑条件をよりきめ細かく制御することが可能になる。 (2) Since the control range of the amount of water is wide, the lubrication conditions can be controlled more finely by changing the spray flow rate according to the rolling speed and the steel type / size.
以下、この発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、この発明の圧延油供給装置を備えたタンデムミルを示す概略構成図であり、全５スタンドのタンデムミルの第４、５スタンドに、第２の圧延油供給手段Ｂからのエマルション圧延油供給を適用した場合である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a tandem mill provided with a rolling oil supply device according to the present invention, and emulsion rolling from the second rolling oil supply means B is applied to the fourth and fifth stands of all five tandem mills. This is the case when oil supply is applied.
第４、５スタンドに適用したのは、後段スタンドほど圧延速度が速く、しかも、板厚が薄くなるため、圧延荷重が高くなり、潤滑条件として厳しくなるためである。また、この冷間圧延機において、隣り合うスタンド間には、図示しないテンションロールおよびデフロールが設置されている。この発明において、圧延機のスタンドは、単スタンドまたは複数スタンドのうちの全部または任意のスタンドのことである。 The reason why it is applied to the fourth and fifth stands is that the rolling speed is higher in the latter stage stand, and the plate thickness becomes thinner, so that the rolling load becomes higher and the lubrication conditions become stricter. In this cold rolling mill, tension rolls and deflores (not shown) are installed between adjacent stands. In the present invention, the stand of the rolling mill is a single stand or all or any of a plurality of stands.
図１における冷間圧延機の循環式圧延油供給手段としての第１の圧延油供給手段Ａは、潤滑用クーラントヘッダー４ａ、冷却用クーラントヘッダー４ｂ、循環式圧延油供給タンク６を備えている。タンク６は、潤滑用エマルション圧延油を貯蔵するタンクであり、攪拌機１３が設けられている。タンク６は、圧延油供給ライン８を通して、Ｎｏ．1〜５の各スタンドのクーラントヘッダー４ａ、４ｂと連通し、このライン８には、ポンプ７が介在されている。潤滑用クーラントヘッダー４ａは、各スタンドの入側に一対ずつ設けられ、ストリップ３の上方および下方に位置するように分岐して配置されている。冷却用クーラントヘッダー４ｂは、各スタンドの出側に一対ずつ設けられ、ストリップ３の上方および下方に位置するように分岐して配置されている。圧延油供給ライン８において、Ｎｏ．４および５スタンドの入側に分岐する部分と潤滑用クーラントヘッダー４ａとの間のライン８部分には、流量制御弁９が介在されている。なお、ここでは、潤滑用クーラントヘッダー４ａとして１流体ノズルを用いているが、後述する潤滑用クーラントヘッダー５と同様に２流体ノズルを用いても良い。
A first rolling oil supply means A as a circulating rolling oil supply means of the cold rolling mill in FIG. 1 includes a lubricating coolant header 4a, a cooling coolant header 4b, and a circulating rolling oil supply tank 6. The tank 6 is a tank for storing the emulsion rolling oil for lubrication, and a stirrer 13 is provided. The tank 6 passes through the rolling oil supply line 8 and passes through the No. tank 6. The coolant is connected to the coolant headers 4a and 4b of the stands 1 to 5, and a pump 7 is interposed in the line 8. A pair of lubricating coolant headers 4 a is provided on the entrance side of each stand, and is branched and disposed so as to be positioned above and below the strip 3. A pair of cooling coolant headers 4 b is provided on the exit side of each stand, and is branched and disposed so as to be positioned above and below the strip 3. In the rolling oil supply line 8, no. A flow
循環式圧延油供給タンク６内には、温水および圧延油原油が収容され、混合される。収容された混合物は、攪拌機１３の攪拌羽の回転数を調整することにより所望の平均粒径を有する第１エマルション圧延油とされる。この第１エマルション圧延油は、平均粒径１５μｍ以下に調整されていることが好ましい。また、温水中の油分濃度は１〜５％以下とすることが好ましい。例えば、基油を合成エステル油とし、乳化型界面活性剤と組み合わせて温水中に混合した場合は、攪拌羽の回転数を調整することによりその平均粒径を約７〜１０μｍとすることができる。 In the circulating rolling oil supply tank 6, hot water and rolling oil crude oil are accommodated and mixed. The accommodated mixture is made into the 1st emulsion rolling oil which has a desired average particle diameter by adjusting the rotation speed of the stirring blade of the stirrer 13. FIG. This first emulsion rolling oil is preferably adjusted to an average particle size of 15 μm or less. The oil concentration in warm water is preferably 1 to 5% or less. For example, when the base oil is a synthetic ester oil and is mixed with warming water in combination with an emulsifying surfactant, the average particle size can be adjusted to about 7 to 10 μm by adjusting the number of revolutions of the stirring blade. .
第１の圧延油供給手段Ａの第１エマルション圧延油は、エマルション供給用ポンプ７によりポンプ圧送され、ライン８を経由してＮｏ．１〜５の各スタンドに供給され、各スタンド入側の潤滑用クーラントヘッダー４ａおよび各スタンド出側の冷却用クーラントヘッダー４ｂからそれぞれロールバイトおよびワークロールへ向けてスプレー供給される。供給された第１エマルション圧延油のうち、ストリップ３から落下した分のエマルション圧延油は、圧延油回収手段としての回収オイルパン１１で回収され、戻り配管１２を経由してタンク６内に戻される。この第１エマルション圧延油のスプレー供給は、圧延開始時から行われる。 The first emulsion rolling oil of the first rolling oil supply means A is pumped by the emulsion supply pump 7 and is passed through the line 8 to No. 1 to 5 is supplied to each stand, and spray is supplied from the coolant coolant header 4a on the entrance side of each stand and the coolant coolant header 4b on the exit side of each stand toward the roll tool and the work roll, respectively. Of the supplied first emulsion rolling oil, the emulsion rolling oil that has fallen from the strip 3 is recovered by a recovery oil pan 11 as rolling oil recovery means, and returned to the tank 6 via a return pipe 12. . The spray supply of the first emulsion rolling oil is performed from the start of rolling.
図１の第２の圧延油供給手段Ｂは、潤滑用クーラントヘッダー５、流量制御弁１０、エマルション圧延油タンクとしての大粒径エマルションタンク２３を備えている。大粒径エマルションタンク２３内には、攪拌機２８が設けられている。この大粒径エマルションタンク２３は、第１の圧延油供給手段Ａのエマルション圧延油よりも大きな平均粒径を有する第２エマルション圧延油を貯蔵するタンクである。圧延油原油タンク２４、温水２５内にそれぞれ貯蔵された圧延油原油および温水は、ポンプ２６、流量調整弁２７によりそれぞれ大粒径エマルションタンク２３内へ送給され、混合される。
The second rolling oil supply means B in FIG. 1 includes a lubricating coolant header 5, a
大粒径エマルションタンク２３内の温水中の圧延油濃度およびエマルション温度の各条件は、タンク６内の第１エマルション圧延油の条件とそれぞれ同一とすることが好ましい。大粒径エマルションタンク２３内の第２エマルション圧延油は、攪拌機２８の攪拌羽の回転数を調整することにより平均粒径１５〜３０μｍに調整される。大粒径エマルションタンク２３内のエマルション濃度は、３〜１５％の範囲内に調整する。
The conditions of the rolling oil concentration in the warm water and the emulsion temperature in the large
大粒径エマルションタンク２３内の第２エマルション圧延油は、エマルション供給ポンプ２９により、圧延油供給ライン３０を経由して潤滑用クーラントヘッダー５に送られる。図１中の潤滑用クーラントヘッダー５には、２流体ノズルが用いられている。潤滑用クーラントヘッダー５で使用される空気は、コンプレッサー３２を介して気体供給ライン３１により圧送され、潤滑用クーラントヘッダー５に供給される。潤滑用クーラントヘッダー５は、ストリップ３の上方および下方の両方に位置するように分岐して配置されている。大粒径エマルションタンク２３内の第２エマルション圧延油は、潤滑用クーラントヘッダー５内にて空気と混合され、ストリップ３の表裏面に向けてスプレー供給される。
The second emulsion rolling oil in the large particle
潤滑用クーラントヘッダー５から供給される第２エマルション圧延油量は、１００００ｍｇ／ｍ2を超えると、潤滑過多となり安定した圧延操業が不可能となるため、１００００ｍｇ／ｍ2以下の範囲で供給するのが望ましい。一方、３００ｍｇ／ｍ2未満では、スプレーヘッダー５からエマルションを供給する効果が得られないため、３００ｍｇ／ｍ2以上の範囲で供給するのが望ましい。なお、第２エマルション圧延油の供給油量は、ロール使用量や圧延材のサイズおよび鋼種に応じて流量を随時調整する。 If the amount of the second emulsion rolling oil supplied from the coolant header 5 for lubrication exceeds 10,000 mg / m 2 , excessive lubrication becomes impossible and stable rolling operation becomes impossible, so that it is supplied in the range of 10,000 mg / m 2 or less. Is desirable. On the other hand, if it is less than 300 mg / m 2 , the effect of supplying the emulsion from the spray header 5 cannot be obtained, so it is desirable to supply in the range of 300 mg / m 2 or more. In addition, the supply oil quantity of 2nd emulsion rolling oil adjusts a flow volume at any time according to a roll usage-amount, the size of a rolling material, and a steel type.
２流体ノズルからの噴射用空気の流量は、ノズル１本当たり０．５〜１０Ｎｍ3／ｈｒが好ましい。０．５Ｎｍ3／ｈｒ未満では、エマルション圧延油の液滴同士の干渉が大きくなるため、プレートアウト時に周囲の水分による影響を受け付着効率が低下する。一方、１０Ｎｍ3／ｈｒを超えると、過剰な空気によって飛散するエマルション圧延油量が多くなり、付着効率は低下する。 The flow rate of the jetting air from the two-fluid nozzle is preferably 0.5 to 10 Nm 3 / hr per nozzle. If it is less than 0.5 Nm 3 / hr, the interference between the droplets of the emulsion rolling oil increases, so that the adhesion efficiency decreases due to the influence of the surrounding moisture during plate-out. On the other hand, if it exceeds 10 Nm 3 / hr, the amount of emulsion rolling oil scattered by excess air increases, and the adhesion efficiency decreases.
潤滑用クーラントヘッダー５の位置は、ロールバイトから離れた（図１中、Ｌで示す。）できるだけ遠い位置、すなわち、上流スタンドにできるだけ近い位置とし、Ｏ／ＷエマルションからＷ／Ｏエマルション若しくは油単相への転相するための時間、すなわち転相時間を確保している。 The lubricating coolant header 5 is positioned as far as possible from the roll bite (indicated by L in FIG. 1), that is, as close as possible to the upstream stand, and from the O / W emulsion to the W / O emulsion or oil single phase. The time for phase inversion, that is, the phase inversion time is secured.
スタンド間には、テンションロールやデフロールが設置されており、これよりも上流側でエマルション圧延油をスプレーしてもテンションロールやデフロールにより絞られるため、十分なプレートアウト量を得られなくなる。これを回避するために、この例では、スタンド間のテンションロールおよびデフロールの直後に設置した。転相時間確保のために、潤滑用クーラントヘッダー５は、ロールバイトから１ｍ以上、より好ましくは２ｍ以上離れた位置とすることが望ましい。 Between the stands, tension rolls and deflours are installed, and even if the emulsion rolling oil is sprayed on the upstream side of the stands, since it is squeezed by the tension rolls or defloors, a sufficient plate-out amount cannot be obtained. In order to avoid this, in this example, it was installed immediately after the tension roll and defloor between the stands. In order to ensure the phase inversion time, it is desirable that the lubricating coolant header 5 be positioned at a distance of 1 m or more, more preferably 2 m or more from the roll bite.
ストリップ３へのスプレーの後、ストリップ３にプレートアウトしないエマルション圧延油は、圧延油回収手段としての回収オイルパン１１に集められ、第１エマルション圧延油と共に回収され、戻り配管１２を経由して、循環式圧延油供給タンク６内に戻される。回収された第１および第２エマルション圧延油は、タンク６内の攪拌機１３により攪拌された後、ポンプ７および潤滑用および冷却用クーラントヘッダー４ａ、４ｂのノズル部での強いせん断を繰り返し受け、循環系エマルションと同じ粒径まで細分化され、タイトなエマルションとなる。 After spraying on the strip 3, the emulsion rolling oil that does not plate out to the strip 3 is collected in a collecting oil pan 11 as a rolling oil collecting means, collected together with the first emulsion rolling oil, and via a return pipe 12. It returns to the circulating rolling oil supply tank 6. The recovered first and second emulsion rolling oils are stirred by the stirrer 13 in the tank 6 and then repeatedly subjected to strong shearing at the pump 7 and the nozzle portions of the lubricating and cooling coolant headers 4a and 4b. It is subdivided to the same particle size as the system emulsion and becomes a tight emulsion.
なお、第２の圧延油供給手段Ｂを使用しているとき、第１の圧延油供給手段Ａの潤滑用クーラントヘッダー４ａからの流量は、特に調整する必要はない。この理由は、第２の圧延油供給手段Ｂのヘッダー５からのエマルション圧延油によるプレートアウトが油膜形成に対して支配的であり、潤滑用クーラントヘッダー４ａからのプレートアウトの影響は少ないためである。 When the second rolling oil supply means B is used, the flow rate from the lubricating coolant header 4a of the first rolling oil supply means A need not be particularly adjusted. This is because the plate-out by the emulsion rolling oil from the header 5 of the second rolling oil supply means B is dominant for oil film formation, and the influence of the plate-out from the lubricating coolant header 4a is small. .
潤滑用クーラントヘッダー５からの吹き付けは、金属帯に対しては金属帯の表裏面に行うことが望ましいが、潤滑不良が片面に対し特徴がある場合には、表面のみ、または裏面のみの片面だけに行っても良い。 Spraying from the coolant header 5 for lubrication is preferably performed on the front and back surfaces of the metal strip for the metal strip, but if there is a lubrication failure on one side, only the front side or only the back side You may go to
以上の例は、第４、５スタンドにこの発明を適用するものであるが、この発明は、これに限るものではなく、その上流側スタンドに適用しても良い。 In the above example, the present invention is applied to the fourth and fifth stands. However, the present invention is not limited to this and may be applied to the upstream side stand.
図１に示される第１の圧延油供給手段Ａおよび第２の圧延油供給手段Ｂが設置された５スタンドタンデム圧延機において、以下に説明する第１エマルション圧延油および第２エマルション圧延油を用いて、板厚０．１８０ｍｍ、板幅９００ｍｍのストリップを冷間圧延した。 In the 5-stand tandem rolling mill in which the first rolling oil supply means A and the second rolling oil supply means B shown in FIG. 1 are installed, the first emulsion rolling oil and the second emulsion rolling oil described below are used. A strip having a thickness of 0.180 mm and a width of 900 mm was cold-rolled.
すなわち、圧延油として合成エステル油（４０℃における動粘度４３ｃｓｔ）を用い、温水中の油分濃度が３％となるように、温水および圧延油原油を循環式圧延油供給タンク６内に収容した。また、タンク６内の攪拌機１３の攪拌羽の回転数を調整して混合物を十分に攪拌することにより、平均粒径９μｍの第１エマルション圧延油（温度６０℃）を調製した。
That is, a synthetic ester oil (kinematic viscosity 43 cst at 40 ° C.) was used as the rolling oil, and the hot water and the rolling oil crude oil were accommodated in the circulating rolling oil supply tank 6 so that the oil concentration in the warm water was 3%. Moreover, the 1st emulsion rolling oil (
一方、上記と同様の圧延油原油および温水を圧延油原油２４、温水タンク２５から大粒径エマルションタンク２３に移送した。このとき、温水中の圧延油濃度（エマルション濃度）が５％および１０％となるようにそれぞれの供給量を調整した。次いで、大粒径エマルションタンク２３内に収容された混合物を攪拌機２８の攪拌羽の回転を調整して攪拌することにより、平均粒径２０μｍの第２エマルション圧延油（温度６０℃）を調製した。
On the other hand, the rolling oil crude oil and warm water similar to the above were transferred from the rolling oil crude oil 24 and the
第２の圧延油供給手段Ｂからの第２エマルション圧延油の流量は、３０００ｍｇ／ｍ2以下、エアー流量は、ノズル当たり１０Ｎｍ3／ｈｒとした。比較例では、第２の圧延油供給手段Ｂの潤滑用クーラントヘッダー５として従来の１流体ノズルを用いた以外は、この発明例と同様にして冷間圧延を行った。 The flow rate of the second emulsion rolling oil from the second rolling oil supply means B was 3000 mg / m 2 or less, and the air flow rate was 10 Nm 3 / hr per nozzle. In the comparative example, cold rolling was performed in the same manner as in the present invention except that a conventional one-fluid nozzle was used as the coolant header 5 for lubrication of the second rolling oil supply means B.
図２は、第２の圧延油供給手段Ｂのスプレー供給油量に対する摩擦係数の変化を従来の１流体ノズルの場合と併せて示したものである。図中、縦軸の摩擦係数比は、通常操業での摩擦係数に対する、第２の圧延油供給手段Ｂでエマルション圧延油噴射を行った際の摩擦係数の減少比率を表す。ここでの通常操業は、第２の圧延油供給手段Ｂを用いず、第１の圧延油供給手段Ａのみでの操業を指す。 FIG. 2 shows the change of the friction coefficient with respect to the amount of spray supply oil of the second rolling oil supply means B together with the case of the conventional one-fluid nozzle. In the figure, the friction coefficient ratio on the vertical axis represents the reduction ratio of the friction coefficient when emulsion rolling oil injection is performed by the second rolling oil supply means B with respect to the friction coefficient in normal operation. The normal operation here refers to an operation using only the first rolling oil supply means A without using the second rolling oil supply means B.
図２から明らかなように、ストリップに供給される油量が多いほど潤滑性が向上し、摩擦係数が減少することが分かる。しかしながら、低供給油量域において、図中、□印で示す従来の１流体ノズルでは、吐出圧力が低下するため、エマルション圧延油をストリップ表面上に均一に噴射することができず、プレートアウトのバラツキが圧延に悪影響を及ぼす可能性があった。 As is apparent from FIG. 2, it can be seen that the greater the amount of oil supplied to the strip, the better the lubricity and the lower the coefficient of friction. However, in the low oil supply range, the conventional one-fluid nozzle indicated by □ in the figure has a reduced discharge pressure, so that the emulsion rolling oil cannot be uniformly injected onto the strip surface, and the plate-out Variations could adversely affect rolling.
しかしながら、図中、●および■印で示す本発明法は、従来法と比較して低い供給油量域であっても油量を制御することができるため、圧延油付着効率を非常に高めることができ、圧延速度や鋼種・サイズに応じた潤滑制御や圧延油使用量削減が可能になることが分かった。また、本発明法であっても、エマルション濃度が高いほど、より優れた効果が得られることが分かった。 However, since the method of the present invention indicated by ● and ■ in the figure can control the amount of oil even in a low oil supply range compared to the conventional method, it greatly enhances the efficiency of attaching the rolling oil. It was found that lubrication control according to rolling speed, steel type and size, and reduction of rolling oil consumption became possible. Moreover, even if it was this invention method, it turned out that a more outstanding effect is acquired, so that emulsion concentration is high.
本実施例は、第２の圧延油供給手段Ｂのエマルション圧延油を供給するヘッダーの位置をロールバイトから離れた上流スタンドにできるだけ近い位置としたものである。これにより、Ｏ／ＷエマルションからＯ／Ｗエマルションも若しくは油分単相へ転相するための時間を確保している。ヘッダー位置は、前スタンド出側のロールおよびストリップ冷却用のヘッダーの影響を受ける直後（当該スタンド入側ロールバイトより２．６ｍ）とした。なお、スタンド間は４．５ｍであった。 In this embodiment, the position of the header for supplying the emulsion rolling oil of the second rolling oil supply means B is set as close as possible to the upstream stand away from the roll bite. This ensures time for phase inversion from the O / W emulsion to the O / W emulsion or the oily single phase. The header position was immediately after being affected by the roll on the exit side of the front stand and the header for cooling the strip (2.6 m from the stand entrance side roll bite). The distance between the stands was 4.5 m.
Ａ：第１の圧延油供給手段
Ｂ：第２の圧延油供給手段
１：ワークロール
２：バックアップロール
３：ストリップ
４ａ：潤滑用クーラントヘッダー
４ｂ：冷却用クーラントヘッダー
５：潤滑用クーラントヘッダー
６：循環式圧延油供給タンク
７：エマルション供給用ポンプ
８：圧延油供給ライン
９：流量制御弁
１０：流量制御弁
１１：回収オイルパン
１２：戻り配管
１３：攪拌機
１４：大粒径エマルションタンク
１５：温水タンク
１６：圧延油原油タンク
１７：界面活性剤タンク
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ：ポンプ
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ：バルブ
２０：攪拌機
２１：エマルション供給用ポンプ
２２：圧延油供給ライン
２３：大粒径エマルションタンク
２４：圧延油原油タンク
２５：温水タンク
２６：ポンプ
２７：流量制御弁
２８：攪拌機
２９：エマルション供給ポンプ
３０：圧延油供給ライン
３１：気体供給ライン
３２：コンプレッサー
A: 1st rolling oil supply means B: 2nd rolling oil supply means 1: Work roll 2: Backup roll 3: Strip 4a: Coolant header for lubrication 4b: Coolant header for cooling 5: Coolant header for lubrication 6: Circulation Rolling oil supply tank 7: Emulsion supply pump 8: Rolling oil supply line 9: Flow control valve 10: Flow control valve 11: Recovery oil pan 12: Return pipe 13: Stirrer 14: Large particle emulsion tank 15: Hot water tank 16: Rolled oil crude oil tank 17: Surfactant tank 18a, 18b, 18c: Pump 19a, 19b, 19c: Valve 20: Stirrer 21: Pump for emulsion supply 22: Rolled oil supply line 23: Large particle emulsion tank 24: Rolled oil crude oil tank 25: Warm water tank 26: Pump 27: Flow control 28: stirrer 29: emulsion supply pump 30: rolling oil supply line 31: gas supply line 32: Compressors
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